DE1939495A1 - Process for obtaining phosphorus from phosphorus sludge - Google Patents
Process for obtaining phosphorus from phosphorus sludgeInfo
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Description
DR. JUR. DiPUCHEM. WALTER BEII DR. JUR. DiPUCHEM. WALTER BEII
ALFREDHOEPPENER -1.Aug.1969 ALFREDHOEPPENER -1 Aug 1969
DR. JUR. DIPL-CHEM. H-I. WOlFfc DR. JUR. HANS CHR. BEILDR. JUR. DIPL-CHEM. HI. WOlFfc DR. JUR. HANS CHR. AX
FRANKFURTAM MAfN-HOCHST AOKONSItASSEMFRANKFURTAM MAfN-HOCHST AOCONSItASSEM
Unsere ITr. 15 714 ,Our ITr. 15 714,
Stauffer Chemical Company Hev; York, F. Y., V.St.A.Stauffer Chemical Company Hev; York, F. Y., V.St.A.
Verfahren zur Gewinnung von Phosphor aus Phösphor-Process for the production of phosphorus from Phösphor-
schlämmenmuddy
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Gewinnung von Phosphor aus Phosphorschlämmen, die bei der Phosphorgewinnung im Elektroofen gebildet werden»The present invention is a method for Extraction of phosphorus from phosphorus sludge, which is formed during phosphorus extraction in an electric furnace »
Im Elektroofen-Verfahren zur Gewinnung von Phosphor wird phosphorhaltiges Erz, Gestein oder Abraum in Verbindung mit Kieselerde und Kohlenstoff, normalerweise in Form von Koks oder Kohle, in einen Elektroofen eingetragen. Der Elektroofen wird auf eine zum Schmelzen der Beschickung ausreichende Temperatur gebracht und der gebildete Phosphor als Dampf zusammen mit Kohlenmonoxydgas entfernt» Dieses Gas aber reisst beim Verlassen des Ofens feine Teilchen von Kohlenstoff t Phosphatgestein und anderen, im Ofen vorhandenen Stoffen mit. Der phosphorhaltige Strom gelangt dann gewöhnlich in eine heisse Gas-Niederschlagsanlage, in der ein grosser Teil der mitgerissenen Feststoffe entfernt wirdo Anschliessend wird der Strom durch einen Abzug—Kondensator geführt, bevorIn the electric furnace process for the production of phosphorus, phosphorus-containing ore, rock or spoil in combination with silica and carbon, usually in the form of coke or coal, is fed into an electric furnace. The electric furnace is heated to a sufficient temperature to melt the charge and this gas the phosphor formed as a vapor along with carbon monoxide gas away "but it breaks when leaving the oven fine particles of carbon t phosphate rock and other materials present in the furnace with. The phosphorus-containing stream is then passed typically in a hot gas deposition apparatus in which a large portion of the entrained solids will be removed o is then performed of the flow through a vent condenser prior to
QQ98S6/13S9QQ98S6 / 13S9
er durch einen Rieselturm ausgelaugt v;ird. Der PhosphorrhiLpi wird durch Kühlen mit Wasser kondensiert. Der grös^ere Teil des konden&ierten Phosphors scheidet sich ab und wird filtriert, um restliche Schmutzpartikel au entfernen, Ej wird jedoch eine Grensflächenschicht aus einer Emulsion von Phosphor, Wasser und feinen Feststoffen, die in den Gasstrom mitgerissen worden sind, gebildet. Diese Emulsion wird in der Fachsprache als ."Ph.osphor3chlami.1e" bezeichnet. Die i.enge der durch den Phosphorofen entstandenen Phosphorschlämiae sowie der Phosphorgehalt der Schlämme können in Abhängigkeit vieler Faktoren wie der Zusammensetzung des anfangs eingetragenen Phosphatgesteins, der Betriebsbedingungen und der Ofenkonstruktion sahwanken. Die i-hosphcrschlämme kann etwa 15 bis etwa 85 Gew.-?« Phosphor enthalten. Dementsprechend bedeutet die Bildung dieser Schlämme einen Verlust an Phosphor aus dem Produktionsverfahren, und, soll die J-'roduktion wirtschaftlich verlaufen, so mus3 der darin enthaltene Phosphor gewonnen werden* Das ^ewinxmngsverfahren beeinflusst in einem erheblichen Hasse die Betriebsleistung, Zwar verhindern die vorgeschlagenen Verfahren, z.3, die ^rockenkondensation, die Entstehung von Phospnorschlamiien insofern, als bei der Kondensation kein V/asser vorhanden ist, doch werden in der Mehrzahl der derzeit in den U.S.A. arbeitenden, Phosphor erzeugenden Anlagen V/asserkondensatcren verwendet, so dass die Bildung der Schlämme tatsächlich ein grosses Problem darstellt. it is leached out by a trickle tower. The PhosphorrhiLpi is condensed by cooling with water. The greater part of the condensed phosphorus separates out and is filtered to remove remaining dirt particles but a surface layer of an emulsion of phosphorus, Water and fine solids entrained in the gas stream have been formed. This emulsion is called "Ph.osphor3chlami.1e" in technical terminology. The i.enge the Phosphorus sludges caused by the phosphor furnace as well as The phosphorus content of the sludge can vary depending on many factors such as the composition of the initially entered Phosphate rock, the operating conditions and the furnace construction. The i-hosphcr slurry can be about 15 to contain about 85% by weight of phosphorus. Accordingly means the formation of this sludge is a loss of phosphorus from the production process, and, should make the production economical run, so the phosphorus contained in it must be obtained * The winch process influences in one considerable hatred of the operating performance, while preventing the proposed process, z.3, the ^ rock condensation, the Formation of Phosphorschlamiien insofar as during condensation no water is present, but the majority of those presently operating in the U.S.A. are phosphorus-producing Systems used water condensers, so that the formation of the sludge is actually a big problem.
Die entstandene Phosphorschlämme kann zwischen 10 und 60 $> der Ofenleistung des Phosphors 3chv;anken,The resulting phosphorus sludge can cost between $ 10 and $ 60> the furnace power of the phosphorus 3chv; anken,
Da sie einen verhältnismäs3ig hohen. Prozentsatz an Phosphor enthält, ist die sofortige Gewinnung dieses Phosphors von Bedeutung. Gewöhnlich wird sie in Behältern gelagert, bis sie zur Phosphorgewinnung weiter behandelt werden kann. Zur Crev/innung des Phosphorgehaltes aus der Schlämme sindSince they have a relatively high. Percentage of phosphorus contains is the immediate extraction of this phosphorus Meaning. It is usually stored in containers until it can be further processed for phosphorus recovery. To reduce the phosphorus content of the sludge
BAD ORiOIMAL Ö0 9 8Ö6/1359BAD ORiOIMAL Ö0 9 8Ö6 / 1359
"bereits viele Verfahren vorgeschlagen wurden, wie zentrifugieren, Abriisen, Hochdruck—filtrieren, und VJa s a er dampf De stills tion oder Verdanpiung. Jedoch keines diosev Ver- fr ljron erwies sich weder vom produktionstechnischen noch vom wirtschaftlichen Standpunkt als vollkommen befriedigend. Die Phosphor—»Vü-saer—öclu-mtz-EraulGion ist äusserst beständig und lässt sich -bei no na-.ilen eiaperoturen sehr schwer auftrennen."already many methods have been proposed, such as centrifugation, Abriisen, high pressure filter, and VJA sa he vapor De stills tion or However, none diosev encryption for ljron Verdanpiung. proved neither by the technical production nor from an economic standpoint as perfectly satisfactory. The phosphorus »Vü-saer-öclu-mtz-EraulGion is extremely durable and - with no na-.ilen egg perotures - very difficult to tear open.
Die Abb. 1 stellt eine Kurve dar, bei der die Iliijchzeit in Hinuten gegen die i*ewegungsstärJke in Einheiten modifizierter Reyno^fls lscher ,Zahlen für mit Schwefelkohlenstoff extrahierte Phosphorschlämmen graphisch aufgetragen ist. Diese Kurve markiert die Grenze zwischen ziifriedenstellender und nichtbefriedigender Extr irtion.The Fig. 1 represents a curve in which the Iliijchzeit in Hinuten against the i * ewegungsstärJke modified in units Rey no fl ^ l s shear, numbers is plotted for extracted with carbon disulfide Phosphorschlämmen. This curve marks the boundary between satisfactory and unsatisfactory extraction.
In Abb. 2 ist die Lischzeit in Jlinuten gegen die Konstante K graphisch dargestellt. Die beiden Kurven A und B markieren die Grenzen zwischen unvollständiger Extraktion und Emulgation. Durch den durch die Linien A und 3 definierten Raum werden die für die Durchführung der Erfindung entscheidenden Kriterien festgelegt.In Fig. 2, the Lisch time in Jlinuts is against the constant K graphically represented. The two curves A and B mark the boundaries between incomplete extraction and emulsification. Through the space defined by lines A and 3, the determined criteria for the implementation of the invention.
Pis heute ist keine durchweg befriedigende Vorrichtung zur Gewinnung des J'hosphorgehaltes aus Phosphorsc^lännien vorgeschlagen worden.Up to now, no completely satisfactory device has been proposed for extracting the phosphorus content from phosphorus countries been.
Erfindungsgemäss wird daher ein Verfahren zur wirksamen Gewinnung dos Phosphorgehaltes aus den J/hosphorschlämueii bereitgestellt, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man die Ihosphorschlämine mit etwa 2 bis 8 oder i.\ehr Gev.'ichts— teilen Scbv;efeli:ohlenstoff je ^ewichtsteil Phosphorschlä^imie versetzt, die erhaltene I-iischung aus Soliwofelkohlenstoff/ Phosphor-Schlärarien bei einer Temperatur vcn etv.'a 15 bis 45°G bis zu einer Reynolds'sehen Zahl zwischen etwa 1 χ 10^ bis 1x10 so lange rührt, bis sich ein wesentlicher Teil des Phosphors in dem Schwefelkohlenstoff gelöst hat, die erhaltene Mischung zur Entfernung des vorhandenen SchmutzesAccording to the invention, a method is therefore effective Extraction of the phosphorus content from the phosphorus sludge provided, which is characterized in that one the phosphorus sludge with about 2 to 8 or more weights Share Scbv; efeli: Ohlenstoff each weight part Phosphorschlä ^ imie added, the resulting mixture of Soliwofel carbon / Phosphorus scleri at a temperature of about 15 to 45 ° G to a Reynolds' number between about 1 χ 10 ^ to 1x10 stirs until a substantial part of the Phosphorus has dissolved in the carbon disulfide, the resulting mixture to remove the existing dirt
909886/1359' BAD ORIGINAL909886/1359 'ORIGINAL BATHROOM
·— q. — · - q. -
filtert und den Phosphor auf herkömmliche Weise aus der Schwefelkohlenetoff-Fraktion gewinnt.filters and removes the phosphorus in the conventional way Carbon disulfide faction wins.
Eine modifizierte Reynolds'sehe Zahl, die auch als eine Reynolds'ache Kreiselmischer-Zahl (impeller) bekannt ist, wird bei Verwendung in der vorliegenden Erfindung definiert als:A modified Reynolds' number, also called a Reynolds'ache impeller number is known, when used in the present invention is defined as:
/U/ U
wobei D den Durchmesser des Rührwerkes in cm (feet), N die Geschwindigkeit des Rührwerks in Umdrehungen pro Sekunde, ^°die Dichte der Flüssigkeit in g/cm3 und/U die Viskosität der Flüssigkeit in g/cm see bedeuten. Für den vorliegenden Zweck werden für die Dichte /* und die Viskosität/U der Flüssigkeit die entsprechenden Schwefelkohlenstoffwerte eingesetzt, nämlich 1,245 (78,2) und 4,956 χ 10"5 (0,533 x 10-3). Demgemäss sind diese Werte in der oben angegebenen Formel Konstante wie sie im vorliegenden verwendet werden.where D is the diameter of the stirrer in cm (feet), N the speed of the stirrer in revolutions per second, ^ ° the density of the liquid in g / cm 3 and / U the viscosity of the liquid in g / cm see. For the present purpose, the corresponding carbon disulfide values are used for the density / * and the viscosity / U of the liquid, namely 1.245 (78.2) and 4.956 χ 10 " 5 (0.533 x 10-3). Accordingly, these values are in the above given formula constants as they are used in the present case.
Während der Grad der Sew^gung, der durch die Reynolds'sehe Zahl angegeben ist, im erfindungsgemässen Verfahren kritisch ist, können, wie bekannt, diese Werte je nach Art der verwendeten Anlage geringfügig variieren. Obgleich gefunden wurde, dass die Bewegung, die durch eine modifizierte Reynolds'sehe Zahl von 1,0 χ 10 bis 1,0 χ 10 ausgedrückt wird, in diesem Verfahren den kritischen Bereich des Rührens festlegt, liegt der bevorzugte Bereich zwischen 4 x 10 und 1,0 χ 10 .During the degree of sewing made by the Reynolds' see Number is given, critical in the process according to the invention is, as is known, these values can vary depending on the type of used Plant vary slightly. Although the movement was found to be modified by a Reynolds' see Number from 1.0 χ 10 to 1.0 χ 10 is expressed in this Method determines the critical range of stirring, the preferred range is between 4 x 10 and 1.0 χ 10.
Die Seitspanne, während der die Schwefelkohlenstoff—Phosphor-Schlämme gerührt wird, ist im erfindungsgemässen Verfahren in gleichem Masse kritisch und dient dazu, die obere Bewegungsgrense weiter zu definieren. Die Mi^chzeit in Sekunden hat erfindungsgemäss folgende Beziehung:The lateral span during which the carbon disulfide-phosphorus sludge is stirred, is equally critical in the process according to the invention and serves to reduce the upper limit of movement to be further defined. The middle time in seconds has the following relationship according to the invention:
909886/ 1359909886/1359
T = Mischzeit in SekundenT = mixing time in seconds
Ν = Geschwindigkeit des Rührwerks, Umdrehungen pro SekundeΝ = speed of the agitator, revolutions per second
D = Durchmesser des Rührwerks in cmD = diameter of the agitator in cm
5 — "K5 - "K
(1,57^575)(1.57 ^ 575)
Wird "bei niedriger -Bewegungsstärke, ausgedrückt durch niedrige Reynolds'sche Zahlen (weniger als 1Cr), gearbeitet, ist die Extraktion schwierig und die i-iischzeit muss über 15 Minuten hinaus ausgedehnt werden. Auch bei derart ausgedehnter Mischaeit kann die Extrrktion wirksam oder unwirksam verlo.ufen. ^a Reynolds'ache Wahlen von über 8 χ 10 anzutreffen sind, kann sich die Extraktion in sehr kurzen Zeitspannen vollziehen. Werden jedoch lange Miachüeit^en mit hohen Reynolds'sehen Zahlen, d,h. mit hoher Uewegungsstärke verwendet, dann kann eine totale Emulgierung des Schwefelkohlenstoffs und der Phosphorschiamme eintreten. Deshalb werden Grenzen festgelegt. Diese Grenzen können berechnet und durch die Konstante K wiedergegeben werden:Is expressed by "when the level of motion is low low Reynolds numbers (less than 1Cr), worked, the extraction is difficult and the i-i-i-i-time must be over Can be extended beyond 15 minutes. Even with such an extensive mixture, the extraction can be effective or ineffective. ^ a Reynolds' thing choices of over 8 χ 10 are found, the extraction can take place in a very short period of time. But it's going to be a long time Miachueit ^ en with high Reynolds' numbers, i. E. with If high movement strength is used, a total emulsification of the carbon disulfide and the phosphorus foam can result enter. That is why limits are set. These limits can be calculated and represented by the constant K. will:
K = (T) (N5/6 D5/3)K = (T) (N 5/6 D 5/3 )
Überschreitet dieser Wert 600, dann besteht die Gefahr einer vollständigen Emulgierung, Pur den bevorzugten Bereich der Reynolds'sehen Zahlen (| χ 10 - 10 ) soll K zur Erzielung bester Ergebnisse zwischen 100 und 600 liegen, wenn die Mi^chzeit 2 Minuten oder weniger beträgt, und zwischen und 750 betragen, wenn die i-Iischseit 10 Minuten beträgt.If this value exceeds 600, there is a risk a complete emulsification, Pur the preferred range of Reynolds' numbers (| χ 10 - 10) should be K to achieve best results are between 100 and 600 when the cooking time is 2 minutes or less, and between and 750 when the i-iis is 10 minutes.
Um den erstrebenswerten Miachbereich anschaulich vorzuführen, wurde sowohl die Beziehung Reaynolds1scher Zahlen als auch die von N5' D5'-5 gegen die liiachzeit aufgetragen.To demonstrate the desirable Miachbereich clearly, both the relationship Reaynolds was also the shear 1 as numbers of N 5 'D 5' - 5 plotted against the liiachzeit.
Es ist zu beachten, daas die blosse Zuniischung. von Schwefelkohlenstoff zur Phosphorschlämme ohne Rühren nicht ausreicht,It should be noted that the mere admixture. of carbon disulfide is not sufficient for phosphorus sludge without stirring,
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— O —- O -
um die Emulsion von Phosphor/Schmutz/Y/asser in der Schlämme zu zerstören ("break), und dass, wenn überhaupt, nur eine vergleichsweise geringe l'ienge Phosphor aus dem Schlämmengemiach herausgelaugt wird. in order to "break" the emulsion of phosphorus / dirt / water in the sludge and that, if at all, only a comparatively small amount of phosphorus is leached out of the sludge mixture.
Die ^enge an Schwefelkohlenstoff, mit der die Phoöphorücliläinme verwendet werden kann, um daraus wirksam wertvollen Phosphor gewinnen zu können, Deträgt ^ewöhnlich efcva 200 bis 80ö Gewichtsteile Schwefelkohlenstoff auf 100 l'eile Phosphorschlämme, obgleich gegebenenfalls auch rrösser mengen eingesetzt v;erden können« Vorzugsweise v.'erden etwa 3ΰϋ bis 50ü üewichbsteile Schvefelkohlenrjtoff auf 100 Teile Phosphorschlämme verwendet« ^s ist darauf hinzuweisen, d'-ss trosse Überschüsse an «Schwefelkohlenstoff zwar ini'aoforii wirksam sein können, als sie den Phosphor in der Phosohorschlänme lösen, dass das Verfahren aber unwirksam ist, sofern die Extraktion nicüt unter auareichendei· Idihrbew^uug erfolgt. Auch muss ein jcosoer überschuss an kcrvefelkonlenstoff v/iedorgewonnen v/erden und kann zu Ljüsur./duit'-elverlusten führen. Wird zu '/euig ücliVOi'eikohlsDstorx eingesetzt, so gewinnt man nicnt .leri -ganzen Phosphor ehalt aus der ochläuiie und die Phosphor/'GSO-Losung ist. schwer zu iiau-Oiiaben.The tightness of carbon disulfide, with which the Phoöphorücliläinme can be used to effectively extract valuable phosphorus, usually amounts to between 200 and 80 parts by weight of carbon disulfide per 100 parts of phosphorus sludge, although larger amounts can also be used if necessary. It is preferable to use about 30 to 50 parts of carbon disulfide per 100 parts of phosphorus sludge the procedure is ineffective, however, if the extraction is not carried out under reasonable judgment. An excess of kerfelkonlenstoff must be recovered and can lead to losses. Becomes '/ EUIG ücliVOi'eikohlsDstorx used, then one gains nicnt .leri -ganzen phosphorus ehalt from the ochläuiie and the phosphorus /' O GS is -Losung. difficult to iiau-Oiiaben.
Die temperatur, bei :ier aio iieaktion durcr.^erünr*; wix'd, icann zwischen etwa -10° unl 300C schvii-.n-:en. iis vjr.rde jedoch gefunden, dass diese Jrennun^ voreu^sweise bei einer Tsr.^er^- tur von etv;a 15 bis 45°C erfolgt» Diese -eL.peratur wird desv.'egen bevorzugt, weil sie zu einer ausgezeichneten '-^r führt und die Emulsion unter verhältnismäasig minimalem Wär-ieauf w and ζ e r s t ö r t βThe temperature at: ier aio iieaktion bycr. ^ Erünr *; wix'd, i can between about -10 ° and 30 0 C schvii-.n-: en. Iis vjr.rde found, however, that this temperature is presumably carried out at a temperature of about 15 to 45 ° C. This temperature is preferred because it leads to a excellent '- ^ r leads and the emulsion with relatively minimal heat expenditure w and ζ rt
Die für das erfindungsgenässe Verfahren verwendebaren Vorrichtungen sind dem ir:chmann bekannt. So kania das Rührv/erk z.B. als Turbinen-, Propeller oaer Padaelrührer aller Pormen und -jrös3en, deren Abuiesoicigen und Geschwindigkeit eine -ievjegiungsstärke entsprechend der erforderlichenThe devices that can be used for the method according to the invention are known to the i r : chmann. The agitator can be used, for example, as a turbine, propeller, or paddle agitator of all sizes and sizes, the speed and motion of which have an adjustment strength according to the required
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modifizierten Reynolds's dien aiii (oder Kreiselzahl) gewähren, ausgebildet seii-i. Es könnten auch andere Typen vcn iii;: ,'hei-ii geeignet sein, doch müsste die Umfangsge-Gohwindiffkeit d r Laufteile durch den .Bereich der modifizierten Reynolds'sehen ""?.hlen definiert sein.modified Reynolds's dien aiii (or gyro number) grant, trained bei-i. Other types could be vcn iii ;:, 'hei-ii would be suitable, but the circumference would have to gohwindiffkeit The running parts must be defined by the area of the modified Reynolds' eyes ""?.
Ebonso i'.Zur:3n auc: :·- .uere H i.j ^vorrichtungen verwendet werden, se :;. :. Ve-turi'piociier oder Gras-Sprinkler, sofern die riet · ife -^o ■o^u:. ;βfjiärke und Misohungsdauer beibeh alt en werde·, „ Das ' 1 con dieser Art kann durch Reynolds ' — sehe i.anler. ler .Tor', ölEbonso i'.To: 3n also :: · - .our H ij ^ devices are used, se:;. :. Ve-turi'piociier or grass sprinklers, provided the advised · ife - ^ o ■ o ^ u :. ; The degree and duration of misappropriation will be retained, "The '1 con of this kind can be achieved through Reynolds' - see anler. ler 'gate', oil
DV /»DV / »
/U / U
in derin the
D den Durchmesser des Mischers oder des Rohrs an der Ein-D the diameter of the mixer or the pipe at the inlet
trittsöffnung in cm,opening in cm,
V die Lineargeschwindigkeit der Flüssigkeit in cm/sec, /° die Dichte der Flüssigkeit in g/cm und /U die Viskosität der Flüssigkeit in g/cm see» "bedeuten, definiert werden.V is the linear velocity of the liquid in cm / sec, / ° is the density of the liquid in g / cm and / U is the viscosity of the liquid in g / cm see »".
Nachdem die Schlämme mit dem Schwefelkohlenstoff vermischt und unter den vorstehend genannten Bedingungen während der erforderlichen Zeitspanne bewegt worden ist, wird die Emulsion aerstört und das G-eniisch besitzt eine verhältnismässig niedrige Viskosität. Dieses niedrigviskose (remisch wird wirksam filtriert, um Schmutzteilenen, die der Bildung der Emulsion dienen, au entfernen. Das Gemisch aus ^chwefelkohlenstoff, das den gelösten Phosphor enthält, wird dann in sch'imtzfreiem Zustand der nächsten Stufe zugeführt. Zur Entfernung des Schmutzes können herkömmliche Ifiltrationsvorrichtungen jeder Art verwendet werden,- so z.B. Blatt— oder nohr-Druckfilter, Zentrifugen, Drehtroimiielfilter oder Plctten- und -.ahi-venfilter.After the slurry is mixed with the carbon disulfide and has been moved under the aforementioned conditions for the required period of time, the Emulsion destroys and the G-eniisch has a relatively low viscosity. This low-viscosity (remisch is effectively filtered to remove debris that is causing the formation serve the emulsion, au remove. The mixture of carbon disulfide, which contains the dissolved phosphorus is then fed to the next stage in a mold-free state. To the Conventional infiltration devices can remove the soil of any kind can be used - for example leaf or nohr pressure filters, centrifuges, rotary triall filters or Plctten and -ahi ve filters.
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Das Wasser lässt -sich durch Dekantieren oder auf andere zweekmässige Weise von der Schwefelkohlenstoff schicht abtejrnnen. Am,chiiessend wird der Schwefelkohlenstoff von der Schwefelkohlenstoff-Fraktion abgestrippt. Es bleibt verhältnismässig reiner Phosphorfcurück, der direkt gewonnen wird. Das Abstrippen zur Entfernung des Schwefelkohlenstoffes kann unter Atmosphärendruck oder unter verringertem Druck erfolgen« Die Temperatur beträgt dabei im allgemeinen 100 bis etwa 1250G.The water can be separated from the carbon disulfide layer by decanting or in another two-way manner. Next, the carbon disulfide is stripped from the carbon disulfide fraction. Relatively pure phosphorus remains, which is obtained directly. The stripping to remove the carbon disulfide may be carried out under atmospheric pressure or under reduced pressure, "The temperature is generally from 100 to about 125 0 G.
Das vorliegende Verfahren kann in absatzweisem oder kontinuierlichem betrieb unter Verwendung bekannter Ausrüstungen und unter Anwendung bekannter Verfahrensweisen durchgeführt werden.The present process can be run in batch or continuous mode using known equipment and performed using known procedures.
Sofern nicht anders vermerkt, beziehen sich alle in der Beschreibung und in den ansohliessenden Beispielen angegebenen Teile und Prozentsätze auf das Gewicht.Unless otherwise noted, all refer to in the description and given in the examples below Parts and percentages by weight.
Phosphorgewinnung aus der Schlämme durch Extraktion mit Schwefelkohlenstoff \ ^Phosphorus production from the sludge by extraction with carbon disulfide \ ^
In einen rüscher (hier eine SUNBEAM-Küehenmaschine) mit Propeller-Rührer, dessen Durcnmeßser 5,4 cm betrug, wurden HO Gewichtsteile Phosphorschlämme, die einen Phosphorgehalt von etwa 4-0$+ aufwies und aus einem herkömmlichen Phosphor-Elektroofen stammte, eingebracht und 250 Gewich-tsteile Schwefelkohlenstoff zugesetzt. Unter Verwendung dieses Rührsystems wurden mit gleichen i-iengen an Schwefelkohlenstoff Versuche durchgeführt, wobei die Rührgeschwindigkeiten und die Umdrehungen/Minute für sich verändernde Zeitspannen verändert wurden. Die Reynolds1sehen Zahlen wurden ausgerechnet und die Ergebnisse erhalten» Die Extraktionsbedingungen sowie die Extr-nktionsergebnisse wurden in der nachstehenden Tabelle I zusammengestellt:In a rüscher (here a SUNBEAM cow machine) with a propeller stirrer, the diameter of which was 5.4 cm, HO parts by weight of phosphorus sludge, which had a phosphorus content of about 4-0 $ + and came from a conventional phosphorus electric furnace, were introduced and 250 parts by weight of carbon disulfide added. Using this stirring system were mixed with equal i-iengen of carbon disulfide experiments carried out with the stirring speeds and the revolutions / minute n for changing Zeitspa NEN were changed. The Reynolds 1 numbers were calculated and the results obtained. The extraction conditions and the extraction results were compiled in Table I below:
BAD ORiGlNAL 909886/1359BAD ORiGlNAL 909886/1359
gen/Min..Turn
gen / min ..
Reyn«-ZahlModified
Reyn "number
Grenzfallsatisfactory-
Borderline case
' unbefriedigend = Emulsion nicht zerstört befriedigend-Grenzfall = Emulsion teilweise zerstört gute trennung = Emulsion vollständig zerstört emulgiert =» Emulsion ist erneut entstanden.'unsatisfactory = emulsion not destroyed satisfactory-borderline case = emulsion partially destroyed good separation = emulsion completely destroyed emulsified = »emulsion has been created again.
Die Lösung wurde filtriert und aiischliessend das OSp. verdampft und zwar ai* nur so oft, um die Durchführbarkeit einer solchen Verfahrensweise zu zeigen.The solution was filtered and subsequently the OSp. evaporates and only so often to show the feasibility of such a procedure.
Phosphorgewinnung austder Schlämme durch Extraktion mit Schwefelkohlenstoff unter Verwendung eines Rührers mit einem Durchmesser von 10,16 cm. Phosphorus recovery from the sludge t by extraction with carbon disulfide, using a stirrer with a diameter of 10.16 cm.
In einen zylindrischen Behälter (Rührer der Mixing Equipment Oo.) der mit einem -Propeller—Rührer mit 10,16 cm Durchmesser ausgestattet war, wurden auf ähnliche Weise wie in dem voran» gehenden Beispiel 17,6 Teile Phosphorschlämme, das aus einemIn a cylindrical container (stirrer from Mixing Equipment Oo.) With a propeller stirrer with a diameter of 10.16 cm was equipped, in a manner similar to the preceding example, 17.6 parts of phosphorus sludge were obtained from a
909886/1359909886/1359
1ü -1ü -
herkömmlichen Phosphor-Elektroofen erhalten wurde, eingetragen. Die Schlämme wurde mit 36,6 Gewichtsteilen Schwefelkohlenstoff versetzt und d^is C/oniach 0,5» 1» 2, 3 und 4 Minuten bei einer iliihrgeschwindiglceit von 570 Umdrehun^en/iiin. gerührt· Dieser Versuch wurde bei gleicher Zeitspanne noch zweimal unter Anwendung von !{iüirgesohwiiidig'^it von 1100 und 1300 Undrehungen/Min. wiederholt, Die i3edino«n£0n dieser ■Extraktion sowie die Ergebnisse wurden in dor Tabelle II zusammengestellt s conventional phosphorus electric furnace. The slurry was mixed with 36.6 parts by weight of carbon disulfide and this was done after 0.5, 1, 2, 3 and 4 minutes at a speed of 570 revolutions / minute. This experiment was carried out twice more over the same period of time, using 1100 and 1300 revolutions / min. repeated the i3edin o «n £ 0n this ■ extraction, and the results were in dor Table II together s
•iabelle II• Table II
Rührer mit '1-O116 cm I)urchr,iea. er He stirring with '1-O 1 16 cm I) urchr, IEA. he
Versuch ' Umdrehun- Zeit in Umclrehun- Hodifi-Attempt 'turn- time in turn- Hodifi-
gen/min min gen/see zierte ■ Rey,-^aIiI K gen / min min gen / refered ■ Rey, - ^ aIiI K
AA 570 0,5, 1, 2 4,5 2,5 x 105 JI.G. + ) 31, 62,AA 570 0.5, 1, 2 4.5 2.5 x 10 5 JI.G. +) 31, 62,
zu nied- 125 rigtoo low
BB 1100 0,5, 1,2,3,4 18,3 4,9 x 105 0K++^ 55, 108,BB 1100 0.5, 1.2.3.4 18.3 4.9 x 10 5 0K ++ ^ 55, 108,
216,324, 432216, 324, 432
CC 1300 0,5, 1,2,3,4 21,6 5,9 χ 105 0K++) 61, 124,CC 1300 0.5, 1.2.3.4 21.6 5.9 χ 10 5 0K ++) 61, 124,
248,372, 490248,372, 490
^N.G. zu niedrig = die hergestellte Lösung wurde unter gros-^ N.G. too low = the prepared solution was under great
sen Schwierigkeiten filtriert. Die Phos-. phor-Extr^ktion wa.r angemessen.sen difficulties filtered. The Phos. phor extr ^ ction was appropriate.
OK = die entstandene Lösung konnte leicht filOK = the resulting solution could easily fil
triert werden. Die Phosphor-Extraktion war gut.be trated. The phosphorus extraction was good.
Der P4-Gehalt wurde durch Messung der Dichten der Lösungen und "Vergleich mit einer Standardkurve von P4 gegen Dichte sowie auf analytischem Wege ermittelt.The P4 content was determined by measuring the densities of the solutions and "Comparison with a standard curve of P4 versus density as well as determined analytically.
Die modifizierten Reynolds1sehen Zahlen, Zeiten und K-Werte aus den Beispielen 1 und 2 wurden für die graphischen Dar-The modified Reynolds 1 see numbers, times and K values from Examples 1 and 2 were used for the graphic
909886/1359 BAD ORIGINAL·909886/1359 BATH ORIGINAL
·■■ II*"·· ■■ II * "·
Stellungen auf Abb. 1 und 2 verwendet. Beispiel 3Positions used in Figs. 1 and 2. Example 3
Weitere Versuche wurdcm unter Verwendung eines Propeller-Bührers mit 17,6 Teilen Phosphor-Schlämme und 36,6 Teilen Schwel öl* ohlenstofi durchgeführt*. Es wurde bei Rührgesohwindigkoiten vor. 800 bzw. τοη 1800 Umdrehungen/min gearbeitet. Verschiedene Versuche wurden unter Verwendung identischer Systeme gemacht, wonach das erhaltene Gemisch zur Entfernung von Schmutzteilchen filtriert wurde. Die Schwefelkohlenstoff-Fraktion wurde aus der Losung abgesgtrippt und die erhaltene Phosphormenge bestimmt. Die Bedingungen und Ergebnisse dieser Versuchsreihe wurden in der Tabelle III zusammengestelltι Further experiments were carried out using a propeller mixer with 17.6 parts of phosphorus sludge and 36.6 parts of smoldering oil * ohlenstofi *. It was at Rührgesohwindigkoiten before. 800 or τοη 1800 revolutions / min worked. Various experiments were made using identical systems, after which the resulting mixture was filtered to remove dirt particles. The carbon disulfide fraction was stripped from the solution and the amount of phosphorus obtained was determined. The conditions and results of this test series were ι summarized in Table III
909886/ 1359909886/1359
Claims (1)
Gewichtsteil Phosphorschlämme verwendet»3 «The method according to claim 1, characterized in that about 3 to b parts by weight of carbon disulfide each
Part by weight of phosphorus sludge used »
1,0 χ 10 entspricht,,4o method according to claim 1, characterized in that one uses a movement strength that the modified Reynolds-J's, numbers between about 4.0 χ 10 and about
1.0 χ 10 corresponds to,
Schwefelkohlenstcff-i'raktion gewinnt.5o method according to claim 1, characterized in that the phosphorus by thermal distillation from the
Carbon disulfide fraction wins.
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